Neuere Methoden der Personen Neutronendosimetrie

Becker, K.

Book/Report

FZJ-2017-03277

Neuere Methoden der Personen Neutronendosimetrie

Becker, K. (Corresponding author)FZJ*

1965
Kernforschungsanlage Jülich, Verlag Jülich

Jülich : Kernforschungsanlage Jülich, Verlag, Berichte der Kernforschungsanlage Jülich 301, p. 274-8 (1965)

Please use a persistent id in citations: http://hdl.handle.net/2128/14285

Report No.: Juel-0301-ST

Abstract: Die Bezeichnung Neutronen-Personendosimetrie ist insofern etwas irreführend, als von einer echten Dosimetrie, d. h. einer quantitativen Erfassung von Ganzkörper- oder Teilkörper-(Organ-) Dosisbelastungen innerhalb angemessener Fehlergrenzen (etwa ± 10 ... 30 %), mit den heute verfügbaren Detektoren kaum gesprochen werden kann. Vielmehr handelt es sich in der Mehrzahl der Fälle, z.B. der Überwachung von Reaktorpersonal mit Kernspurfilmen, bestenfalls um einen qualitativen oder halb-quantitativen Neutronennachweis - eine Bezeichnung wie »Neutronenmonitor«, »Neutronendetektor« oder »Neutronenindikator« wäre deshalb für eine solche Anordnung eher angemessen. Erste Aufgabe dieser Zusammenstellung soll es sein, die Fehlerbreite der Messungen mit den gängigen Verfahren kurz darzulegen. Es sollte vermieden werden, daß bei den überwachten Personen und den Aufsichtsbehörden der Eindruck entsteht, eine mit einem Film- oder Stabdosimeter gefundene »Neutronendosis« sei mit einer entsprechendenPersonendosis im Sinne der Strahlenschutzrichtlinien (Empfehlungen der International Commission on Radiological Protection [ICRP], Euratom-Grundnormen, Strohlenschutzverordnungen) identisch. Zweitens soll skizziert werden, welche Verfahren nach dem augenblicklichen Stand der Forschung und nach Ansicht des Verfassers grundsätzlich geeignet wären, die on ihren Grenzen angelangten und gerade auf dem Gebiet der Neutronenüberwachung unzureichenden photographischen Methoden zu ergänzen oder zu ersetzen. Hinsichtlich detaillierterer Diskussion und graphischer Darstellungen sei auf die angegebene Literatur verwiesen. Der größte Teil der Literatur, die seit der Beschreibung des ersten Neutronen-Filmdosimeters vor etwa 20 Jahren [1J auf diesem Gebiet erschienen ist - bis heute bereits hunderte Einzelveröffentlichungen [2] - beschäftigt sich mit dem Nachweis thermischer Neutronen. Dies geschah in den meisten Fällen in voller Kenntnis der Tatsache, daß thermische Neutronen für die Dosisbelastung von Strahlenbeschäftigten nur in ganz seltenen Ausnahmefällen (z.B. bei bestimmten Arbeiten an der thermischen Säule) von Interesse sind. Beim Umgang mit Beschleunigern und radioaktiven Neutronenquellen treten sie nie und in der Reaktorumgebung außerordentlichselten so auf, daß sie einen betrachtenswerten Prozentsatz der Dosisbelastung durch $\gamma$-Strahlung oder durch intermediäre und / oder schnelle Neutronen ausmachen. Nach neueren Ergebnissen [3] fällt z. B. in der Reaktorumgebung 5 ... 95 % des gesamten Neutronen-Dosisäquivalentes in den intermediären Energiebereich, der sich dem Nachweis mit den derzeit angewandten Methodenvöllig entzieht. Nur etwa 50/o des Neutronen-Dosisäquivalentes, d. h. etwa 1 ... 5 % des totalen Dosisäquivalentes (unter Einbeziehung des $\gamma$-Anteiles), wird durch thermische Neutronen (Energien unterhalb der Cd-Kante bei etwa 0,5 eV) verursacht. Nichtsdestoweniger wird bei der Gestaltung von Filmplaketten heute kaum auf die einfache Möglichkeit verzichtet, ausder Differenzanzeige von zwei Filterfeldern (meist werden Sn/ Cd-Paare verwendet) auf eventuell anwesende thermischeNeutronen zu schließen. Auch Stabdosimeter mit BF$_{3}$-Kammern werden von der Industrie angeboten. Dem Verfasser ist jedoch aus der vieljährigen Praxis großer Kernforschungsanlagen und Dosismeßfilmstellen kein einziger Fall bekannt, daß tatsächlich einmal mit diesen Verfahren eine Belastung durch thermische Neutronen sicher nachgewiesen worden wäre. Tatsächlich ist der Nachweis intermediärer und schneller Neutronen ein Gebiet, in dem noch wesentlich mehr Forschungsarbeit zu leisten ist. Dies gilt nicht nur angesichts der steigenden Zahl von Personen, die mit der zunehmenden Zahl von Forschungs- und Leistungsreaktoren, Beschleunigernund dem umfassenderen Einsatz von aktivierungsanalytischen Verfahren im zivilen Bereich Neutronenbestrohlungen ausgesetzt sind, sondern besonders auch für den Zivilschutz und den militärischen Sektor, zielt doch offensichtlich die Kernwaffenentwicklung in Richtung einer höheren Neutronenausbeute nicht nur für die kleineren taktischen, sondern auch für Bomben im oberen Kilotonnen- undMegatonnen-Bereich, so daß die Neutronenkomponente für einen beträchtlichen Prozentsatz der betroffenen Personen effektbestimmend werden kann. So wird z. B. durch den Wegfall der konventionellen Sprengstoffhülle einer Spaltbombe deren Neutronenausbeute verzehnfacht. Der Letalradius (bezogen auf LD 50 bei Freiluftbestrahlung und einem angenommenen Qualitätsfaktor von 2 für Spaltneutronen) für die Neutronenstrahlung ist dann nicht nur bis zu Kalibern von etwa 20 kt, sondern bis zu über 100 ki größer als der $\gamma$-Letalrodius [4]. Hinter Abschirmungen verschiebt sich dieses Bild noch stärker zugunsten der Neutronenwirkung.

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